胫骨切除器械 本发明涉及矫形外科手术器械和外科手术方法，具体地涉及一种用于切除病人的近端胫骨以便安装膝假体的改进的仪器。更具体地说，本发明涉及这样一种改进的仪器，该仪器利用一个第一切割导向件切除病人的近端胫骨，然后利用一个第二切割导向件再次切割近端胫骨，该第二切割导向件具有穿透近端胫骨的刀片，刀片上具有上引导表面，该上引导表面在切割期间引导一个锯片。
在膝关节置换外科手术中，外科医生通常将两个假体部件固定在病人的股骨和胫骨上。这些置换部件通常被称为股骨部件和胫骨部件。
在外科医生进行多次外科切割后，该股骨部件安置在病人的远端股骨上。一种常用类型的股骨假体为J形。股骨假体通常为金属的，具有高度抛光的股骨关节外表面。
一种常用类型的胫骨假体利用一个侧向延伸的盘，其形状符合外科医生沿横向切割近端胫骨后的病人的近端胫骨。该胫骨假体也包括一个大体上垂直于该盘并从盘的中心延伸的杆或芯杆。该杆安置在外科手术形成的孔口中，该孔口从近端胫骨上形成的横向切割面伸入病人的骨髓腔。
一个塑料的、高聚物插入体固定在胫骨盘上。该插入物形成一个胫骨关节表面，当病人的胫骨相对于病人的股骨作完全运动范围的运动时，该胫骨关节表面与股骨关节表面产生关节联接。
膝关节置换外科手术地一个问题是精确适配的问题。每个病人有不同的骨头构造和几何形状。尽管外科医生利用X射线来研究特定病人的膝部解剖学状况，但是直到外科手术暴露了膝部和外科医生开始在股骨与胫骨上进行切割，外科医生才能完全了解该病人的解剖学状况。
膝假体部件不能以无限的尺寸提供。外科医生必须检查病人的解剖学状况，进行必要的外科切割手术和安装适合病人的假体部件。
当外科医生使用骨粘固剂来使假体固定就位时，假体适配中的任何不一致可以在一定程度上被骨粘固剂补偿。但是，在不使用骨粘固剂而宁可依赖天然骨头向内生长来使假体固定就位的情况下，假体的适配必须极好。因此必须提供能保证对假体改进适配状况的胫骨切除仪器。
本发明的一个目的是满足这种需要。
当外科医生使用骨粘固剂来使假体固定就位时，假体适配中的任何不一致可以在一定程度上被骨粘固剂补偿。但是，在不使用骨粘固剂而宁可依赖天然骨头向内生长来使假体固定就位的情况下，假体的适配必须极好。因此必须提供能保证对假体改进适配状况的胫骨切除仪器。
本发明的一个目的是满足这种需要。
已经有许多的胫骨部件申请专利，涉及具有一个盘、一个带关节联接表面的塑料插入体和一个当假体被植入时提供最初固定的杆部分的胫骨部件。已经颁发了其它专利，这些专利涉及切割器械，用于制备病人的近端胫骨，以便接受胫骨假体插入物，作为膝关节置换外科手术的一部分。
Murray的专利4,016,606公开了一种膝假体，这种膝假体包括一种带一个盘和一个杆的胫骨部件，该杆适合于装入病人股骨的纵向孔中。该杆的一端与一个下垂的大体上球形的表面形成整体，该球形表面的半径大体上与插入物中球形凹陷的半径相同。
在Chiarizzio的专利4,601,289中公开了一种用于髋植入外科手术的股骨试验性假体/牙组件。该组件包括一个柄，该柄通过夹在和锁紧在该试验性假体/牙组件上的一个支柱上来以坚固方式夹紧该组合的试验性假体/牙，该柄以后用作试验性复原中所用的股骨假体头的安装件。
Shaw的专利4,938,769中公开了一种组合式胫骨假体。Shaw的专利公开了一种在全膝关节成形术过程期间所用的胫骨假体，它包括一个组合式两部件胫骨部件，该部件包括一个骨内锚固组件，该锚固组件上可以拆去地连接一个胫骨盘，该胫骨盘适合于装入和固定一个支承插入物。在需要拆去或检修的情况下，移去该盘就可以接触骨头和锚固件之间的界面。在优选实施例中，该发明提供胫骨假体的联合固定，其特点是使用即时固定的骨粘固剂和长期的骨头向内生长。Shaw也讨论了使用多孔性涂层以加强固定。
授予James Shaw的美国专利4,938,769公开了一种胫骨假体用的端部骨锚固组，该锚固组件包括一个沿轴向伸长的中心杆和多个与该杆间隔开的细长的固定钉。该杆和钉具有近端和远端。该杆的近端形成一个固定台。多个结构连接件连接这些钉和该杆。提供用于将一个胫骨盘可以拆除地连接在该部件上的装置，其中每个钉用结构连接件连接到该杆上。
在Lawes等人的专利5,080,675中公开了一种用于置换膝假体的胫骨部件。Lawes公开了一种用于置换膝假体的胫骨部件，包括一个连接到合适制备的胫骨上用的胫骨盘，该盘带有固定的侧面和中部骨节支承部件。只有中部部件有安置在其下面的吸震器。
授予Tomihisa Koshino的美国专利5,137,536描述了一种人造膝关节用的胫骨部件。该胫骨部件包括一个盘构件，后者具有一个上表面和一对支承表面，它们适合于与股骨部件成滑动式接触。一个杆部件从该盘构件的下表面向下延伸。一对刀片状构件从该杆倾斜地向后伸出。该盘构件有一个带多个细长槽的下表面，这些细长槽用于改进相对于周围骨头的结合力，这些槽包括第一组槽和第二组槽，第二组槽的延伸方向垂直于第一组槽。
在Elias的题为“一种假体膝置换系统的胫骨部件用的组合式胫骨支承钉”的专利5,246,459中示出一个组合式胫骨支承件的例子。Elias的专利公开一种组合式胫骨支承钉，可以用于将一个膝关节假体的胫骨部件紧固在一个有槽的胫骨上。该组合式胫骨支承钉包括一个圆柱体，具有带脊的外表面，可用于啮合胫骨中的槽。该组合式胫骨支承钉还包括多个从圆柱体向下方伸出的尖钉。这些尖钉可用于在槽的下端处啮合胫骨。
因此，本发明提供一种胫骨切割导向器械，用于切除病人的近端胫骨，以接受胫骨假体，该器械包括：
(a)一器械主体，具有安装机构，用于将该器械主体连接到病人的近端胫骨上；
(b)所述安装机构包括一个杆，该杆能探入病人的骨髓腔，因此该杆使外科医生能相对于病人的骨髓腔定位外科切割面；
(c)该主体有至少一个切割导向件，用于在病人近端腔骨的切割期间引导外科医生的切割刀片；
(d)由器械主体承载的机构，用于设定在病人的侧面和中部骨节表面之一处切割面的深度。
因此本发明同时提供一种用外科锯和切割器械制备病人近端胫骨的方法。
本发明提供一种用外科锯制备病人的近端胫骨的改进方法。当利用切割来成形病人的近端胫骨以接受胫骨植入物时，本发明的方法使用切割器械来引导锯片。
首先对病人的胫骨骨髓腔钻孔来接受一个骨髓内杆。然后外科医生在骨髓腔中安置该杆并在该杆上安装切割导向器械，作为本发明方法的一部分。
将第一切割器械在病人近端胫骨上方安装到杆上。该第一切割器械具有横向切割导向表面，用于在最初切割近端胫骨期间引导一个外科锯。该第一切割器械同时提供一个触头，该触头有一个可以调整的触头构件，该构件在切割开始前可以标定近端胫骨。然后外科医生用该触头设定一个选定的切割深度，并用该触头啮合近端胫骨表面。
在使用触头设定切割深度后，利用第一横向切割来切割近端胫骨。在该第一切割期间，锯片贴着切割导向表面，然后啮合近端胫骨的骨组织。然后移去该第一切割器械及其触头。
然后将第二切割器在病人近端胫骨上方安装到杆上。该第二切割器械具有在近端胫骨外的导引表面，用于引导外科锯刀和其上的切割器，该切割器包括多个刀片，用于沿纵向切入近端胫骨。在将该第二切割器械定位到近端胫骨内的选定深度后，利用该第二切割器械在近端胫骨上进行第二横向切割。该锯片首先贴着近端胫骨外的导向表面运动，然后贴着刀片上的切割导引表面运动。
在本发明的优选方法中，第一和第二切割基本上垂直于该杆并因而也垂直于病人的骨髓腔。
采用本发明的方法，该第二切割器械上的切割器包括多个扁平的刀片，它们被完全推入病人的近端胫骨的骨组织中。刀片被埋置在近端胫骨中。切割刀片的顶部表面稍许低于第一横向切割的表面。这允许外科医生使用第二切割器械不仅贴着胫骨外的第二切割器械运动，而且贴着设置在已经被埋置在病人近端胫骨的骨组织中的切割刀片的上表面上的导引表面运动。
为了进一步理解本发明的性质和目的，必须结合附图参照下述详细说明，附图中相同的部件采用相同的标号，其中：
图1是例示预备性胫骨制备的示意透视图；
图2是一个示意透视图，例示一个踝夹固定装置和本发明仪器的优选实施例，该例示有胫骨切割装置与胫骨触头部件；
图3是一个透视图，例示本发明仪器的优选实施例的胫骨切割装置和胫骨触头部件；
图4是一个局部透视图，例示使用胫骨切割装置切割近端胫骨；
图5是一个分解透视图，例示本发明仪器的优选实施例的胫骨切割装置和胫骨触头部分；
图6是例示胫骨触头的分解透视图；
图6A是例示胫骨触头的局部截面侧视图；
图7是顶视图，例示本发明仪器的优选实施例的胫骨触头部分；
图8是例示胫骨触头的部分截面图；
图9是胫骨触头的部分透视图；
图10是胫骨触头的局部视图；
图11是胫骨触头的另一个局部截面图；
图12是本发明仪器的优选实施例的局部截面图；
图13是本发明仪器的优选实施例的胫骨切割装置部分的正视图；
图14是本发明仪器的优选实施例的胫骨切割装置的顶视图；
图15是本发明仪器的优选实施例的胫骨切割装置的截面图；
图16是本发明仪器的优选实施例的胫骨切割装置的部分截面图；
图17是一个透视图，例示本发明仪器的优选实施例的胫骨第二制备导引部分的安置；
图18是一个透视图，例示胫骨第二制备导引件和近端胫骨的第二次精修；
图19例示一个试验性胫骨假体在病人近端胫骨中的安装；
图20例示分别安装在病人的远端股骨和近端胫骨上并在转动到胫骨试验性假体之前的试验性股骨假体和试验性胫骨假体；
图21是本发明仪器的优选实施例的胫骨第二制备导向件的透视图；
图22是胫骨第二制备导向件的正视图；
图23是胫骨制备导向件的侧视图。
图1～4例示作为本发明方法的一部分的病人远端胫骨的预备性制备。图1中，示出的病人胫骨10为近端胫骨11。钻13用于探入病人的骨髓腔12，以便接受扩孔钻21。图1中同时示出病人的股骨14，后者已经过外科制备，以接受试验性的股骨假体。远端股骨15通常制备有互相平行的前切面和后切面、一个大体上垂直于前后切面的远端切面，以及延伸在远端切面和相应的前后切面之间的沿对角线延伸的倒角切面。
图2中，在病人的脚踝17处已经安装了一个踝夹16并装有对齐套管18，后者的位置大体上平行于病人的胫骨。套管18装有接头19，用于与本发明的胫骨切割导向件20的底部形成连接。踝夹16可以买到，例如参见Steele的专利5,197,944，该专利在此引用作为参考。
图3中，胫骨切割导向件20置于邻近病人的近端胫骨11处。在图3和图5、图6中，可以看到胫骨切割导向件20连接在胫骨触头50上，而切割导向件20和触头50的组装件连接在安装于病人骨髓腔中的扩孔钻21上。触头50更详细地示于图5～12。切割装置20更详细地示于图13～16。
切割装置20包括一个装置主体22，主体22包括一对上凸缘23和一对下凸缘24。上凸缘23和下凸缘24之间设有狭缝25、26。狭缝25、26为一个扁平切割刀如图4中示出的切割刀73提供引导，该切割刀可以是商售的电锯。如图4中所示，锯片73沿线74通过病人的近端胫骨11切割，线74大体上垂直于病人的骨髓腔。图4中，装置22用多个骨钉30连接在近端胫骨11上。
胫骨切割装置20还提供一个中心部分22，可以用于在接头19处将切割装置22连接在胫骨触头50和踝夹18上。切割装置主体22提供一个下连接部分28，后者有多个在其中通过的圆筒形孔29，如图13和14中所示。这些圆筒形孔29提供大体上对应于骨针30的外形的圆筒形状。在利用安置在病人的骨髓腔中的细长的扩孔钻杆21、触头50和踝夹16完成对齐后，可以通过相应的多个孔29安置一个或多个骨针，以便将装置22固定在病人的近端胫骨上。
垂直杆31从接头19延伸到胫骨切割装置22的中心部分27上。定位螺钉32螺纹啮合切割装置22的中央部分28的孔33。圆筒形插孔34接受垂直杆31的上端。当杆31装入圆筒形插孔34时，定位螺钉32可以顶着杆31拧紧。
一个上面圆筒形内螺纹孔35使切割装置22能够连接在胫骨触头50上。垂直支柱36延伸在触头50和切割装置22之间。支柱36有一个中心纵向轴线，垂直于由槽25、26形成的平面。另外，支柱36的中心纵向轴线平行于安装在病人骨髓腔中的扩孔钻杆21的中心纵向轴线。支柱36具有下端37，下端37有一对凸缘38、39，两者之间有一凹槽40。
切割装置22的中央部分28的一个向上凸出部分41对齐在凹槽40中。另外，在装配时凸缘38、39密切配合凸出部分41。在螺孔35和延伸通过垂直支柱36的垂直孔46的螺栓49之间可以形成螺纹连接。例如，可以利用螺栓连接将垂直支柱36装配在切割装置22上。
在垂直支柱36的上端处的一对台肩44、45对齐于胫骨触头50上的细长槽53中。支柱36的上端43的横截面的尺寸和形状对应于沿纵向延伸的槽53的横截面。槽53延伸通过胫骨触头50的水平梁51。槽53与水平梁51的上表面中的纵向开孔52连通。横向探针支架54的延伸方向基本上与梁51成直角。轴套55从梁51和探针支架54之间的连接处向上伸出。轴套55设置一个垂直开口的端孔56，该孔装入扩孔钻21。定位螺钉57可以用于将轴套55和整个胫骨触头50拧紧在扩孔钻21上。内螺纹孔70装入定位螺钉57。
探针支架54包括一对侧部58、59，每个侧部分别有一个细长的垂直伸出的探针60、61。探针支架54有一个大体扁平的上表面62，该上表面62垂直于孔56的中心纵向轴线和扩孔钻杆21的中心纵向轴线。每个探针60、61分别在孔66、67中垂直移动。一对水平孔68、69分别支承制动锁紧件63、64。制动锁紧件63、64可以用弹簧97、98加载。每个制动锁紧件63、64具有孔，允许探针60、61通过其中。每个探针60、61上有多个垂直间隔的齿76(见图6)。当制动锁紧件63、64松开时，齿76之间的间隔被相应的制动锁紧件63、64啮合在止动件96上，由此相对于探针支架54固定每个探针60、61的位置。止动销101将每个制动锁紧件63、64固定在孔68、69中。
纵向孔52受侧壁72和纵向延伸的台肩71包围。这允许将螺栓49安置在槽52中并通过垂直支柱36的垂直孔46的中心，以便连接在螺孔35上。另外，螺栓49的头43支承在台肩71上，将载荷传递给台肩。
在图17、18和图21～23中，可以看到胫骨第二制备导向件75。导向件75有一个器械主体76，它包括一对间隔开的垂直支柱77和78。支柱77载带一个圆筒形切割部件78，后者具有多个沿周面间隔设置并沿径向伸出的切割刀片79～81。支柱82支承一对凸缘部分，包括上凸缘83和下凸缘84。
如图21～23中所示，一对扁平的切割刀片导向狭缝85、86设置在上凸缘和下凸缘83之间。在使用期间，外科医生将胫骨第二制备导向件安置在扩孔钻21上面，而扩孔钻21被安置在病人的骨髓腔中，这将三个切割刀片79～81和圆筒形切割部件对齐在病人的近端胫骨11处，如图17中所示。
如图17和18中所示，外科医生锤击器械主体76的扁平侧面88，驱动切割刀片79～81进入近端胫骨11。如图18中所示，外科医生锤击表面88，直到刀片79～81刚巧位于近端胫骨11的表面之下。这使得外科医生能够极精确地从近端胫骨11上削去一层组织。锯片89不仅受凸缘83、84的支持，而且受刀片79～81的上表面90的支持，它们与凸缘84的上表面91共平面，如图31中所示。图21中的虚线102表示第二次切割近端胫骨的锯片89采取的路径。
在对近端胫骨11完成第二次切割后，可以在病人的远端胫骨11上安装试验性的假体。在图19～20中，图示将一个胫骨试验性假体92装入病人的骨髓腔12中。该胫骨试验性假体92可以包括三个部件：一个金属盘93，一个杆或芯杆94，以及一个塑料试验性插入物95。在图20中，一个胫骨假体92已经被外科医生安装在病人的近端胫骨11上。外科医生也已经在远端股骨15上安装了一个试验性股骨假体100。
下列表格列举本文和附图中所用的部件标号和部件名称。
部件清单
部件标号 部件名称
10 胫骨
11 近端胫骨
12 骨髓腔
13 钻
14 股骨
15 远端股骨
16 踝夹
17 踝
18 对齐套管
19 接头
20 胫骨切割导向件
21 细长的扩孔钻杆
22 切割装置主体
23 上凸缘
24 下凸缘
25 水平狭缝
26 水平狭缝
27 中央部分
28 连接部分
29 圆柱形孔
30 骨钉
31 垂直杆
32 定位螺钉
33 内螺纹孔
34 圆柱形插孔
35 内螺纹孔
36 垂直支柱
37 下端
38 凸缘
39 凸缘
40 凹槽
41 凸出部
43 头
44 台肩
45 台肩
46 垂直孔
47 凹槽
48 凹槽
49 螺栓
49 螺栓
50 胫骨触头
51 水平梁
52 纵向孔
53 纵向孔
54 探针架
55 轴套
56 垂直开口的端孔
57 定位螺钉
58 侧面
59 侧面
60 探针
61 探针
62 扁平表面
63 制动锁紧件
64 制动锁紧件
65 螺栓连接
66 孔
67 孔
68 水平孔
69 水平孔
70 内螺纹孔
71 纵向延伸台肩
72 侧臂
73 锯片
74 横向切割线
75 胫骨第二制备导向件
76 主体
77 *垂直支柱
78 圆筒形切割部件
79 刀片
80 刀片
82 垂直支柱
83 上水平凸缘
84 下水平凸缘
85 切割导向狭缝
86 切割导向狭缝
87 端部开口垂直孔
88 扁平表面
89 刀片
90 上表面
91 上表面
92 试验性假体
93 盘
94 杆
95 插入物
96 止动件
97 弹簧
98 弹簧
99 孔
100 孔
101 止动销
102 横向切割平面
因为在本文说明的发明概念范围内可以做出许多变化的和不同的实施例，而且因为根据法律描述要求而在本文中详述的实施例中可以作出许多修改，所以可以理解，本文的细节是作为例示的说明而不存在限制意义。